CN106403935B - 一种弹载磁组合姿态测量装置的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弹载磁组合姿态测量装置的应用，该方法包括以下步骤：弹上采用双轴地磁传感器实时探测炮弹运动过程中滚转姿态角γ和滚转姿态角速度安装时MZ＝0与舵控正方向重合；根据磁阻传感器的输出特性，滚转一周内各出现MY＝0和MZ＝0的状态2次，弹上采用一周平均转速处理1/4周期姿态数据，采用t5‑t1段的平均转速计算t5至t6段的滚转姿态角数据；每1/4周计算一次转速；考虑到炮弹飞行过程中转速的变化，对每1/4周计算一次转速采取转速修正来处理炮弹转速的变化规律。本发明提供的一种弹载磁组合姿态测量装置的应用过程中，测试最大误差在±3°以内。

Description

一种弹载磁组合姿态测量装置的应用
技术领域
本发明属于地磁导航应用技术领域，具体地说，涉及一种弹载磁组合姿态测量装置的应用。
背景技术
地磁场是地球系统的基本物理场，是地球的固有资源，为航空、航天、航海提供了天然的参考系，可应用于航天器或舰船的定位定向及姿态控制。利用地球磁场空间分布的磁导航技术简便高效、性能可靠、抗干扰，一直是世界发达国家不可缺少的基本导航定位手段，如自动化程度很高的波音飞机都装载有磁导航定位系统。当前，地磁技术已广泛应用于地球科学、资源探测、航天航空、交通通讯、地震预测、空间天气、测绘等诸多领域，拥有巨大的应用潜力。
地球磁场同地球引力场一样，是一个地球物理场，它是由基本磁场与变化磁场两部分组成的。基本磁场来源于地球内部，研究它的变化及其起源，一直是地球动力学中的重要内容之一，而变化磁场则与电离层的变化和太阳活动等有关。地磁场是由不同来源的磁场叠加起来构成的，按其来源可把地磁场分为两大部分：一部分为稳定磁场，另一部分主要是起源于地球外部的快速变化磁场。快速变化磁场比稳定磁场弱的多，最大变化也只占总磁场的2％-4％。因此稳定磁场是地磁场的主要部分。地球主磁场的变化极为缓慢，这种变化称为地磁场的长周期变化。地球的变化磁场则是起源于外部并叠加在主磁场之上的各种短周期的地磁场变化。地球基本磁场变化十分缓慢，年变率在千分之一以下。外源场变化的时间尺寸比较小，变化比较复杂，平静时的外源场的强度不到内源场的千分之一，强扰动时的外源场也在内源场的百分之一以下。因此，在考虑地磁场本身对航天器的影响时，只需考虑内源场中的基本磁场。
炮弹的空中姿态测量，特别是高过载下姿态测量在国内仍是一大技术难题,很多方法尚处于探索中。
发明内容
本发明的目的在于克服上述炮弹的空中姿态测量技术中存在的缺陷，提供一种弹载磁组合姿态测量装置的应用。
其具体技术方案为：
一种弹载磁组合姿态测量装置的应用，包括以下步骤：弹上采用双轴地磁传感器实时探测炮弹运动过程中滚转姿态角γ和滚转姿态角速度安装时MZ＝0与舵控正方向重合。根据磁阻传感器的输出特性，滚转一周内各出现MY＝0和MZ＝0的状态2次，弹上采用一周平均转速处理1/4周期姿态数据，即一周计算4次平均转速，采用t5-t1段的平均转速计算t5至t6段的滚转姿态角数据。每1/4周计算一次转速；
考虑到炮弹飞行过程中转速的变化，对每1/4周计算一次转速采取转速修正来处理炮弹转速的变化规律；
以转速从t5-t1段变化到t6-t2段的变化规律来修正计算在t6至t7段上用的转速：
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的一种弹载磁组合姿态测量装置的应用过程中，测试最大误差在±3°以内。炮弹飞行过程中俯仰角是从+70°～-70°变化，射向与磁北方向重合又俯仰角与磁倾角相同状态时间很短，由于弹载磁组合姿态测量装置具有误差不累计且1转内很快能恢复测量功能，磁组合姿态测量装置可以在0°～360°全射向内使用。春夏秋冬不同季节的温度、湿度、大气压力、风等均对地磁强度有一定影响。普通气候变化对地磁强度的影响在几十纳特，对弹载磁组合姿态测量装置测量精度的影响只有1.0°左右的影响。
附图说明
图1是弹载磁组合姿态测量装置的输出曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方案对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
一种弹载磁组合姿态测量装置的应用，包括以下步骤：弹上采用双轴地磁传感器实时探测炮弹运动过程中滚转姿态角γ和滚转姿态角速度安装时MZ＝0与舵控正方向(铅直向上)重合。根据磁阻传感器的输出特性，滚转一周内各出现MY＝0和MZ＝0的状态2次，如图1所示。因此，弹上采用一周平均转速处理1/4周期姿态数据，即一周计算4次平均转速。如图中，采用t5-t1段的平均转速计算t5至t6段的滚转姿态角数据。每1/4周计算一次转速。
考虑到炮弹飞行过程中转速的变化，对每1/4周计算一次转速采取转速修正来处理炮弹转速的变化规律。
以转速从t5-t1段变化到t6-t2段的变化规律来修正计算在t6至t7段上用的转速：
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种弹载磁组合姿态测量装置的应用，其特征在于，包括以下步骤：
弹上采用双轴地磁传感器实时探测炮弹运动过程中滚转姿态角γ和滚转姿态角速度安装时MZ＝0与舵控正方向重合；根据磁阻传感器的输出特性，滚转一周内各出现MY＝0和MZ＝0的状态2次，弹上采用一周平均转速处理1/4周期姿态数据，即一周计算4次平均转速，采用t5-t1段的平均转速计算t5至t6段的滚转姿态角数据；每1/4周计算一次转速；
考虑到炮弹飞行过程中转速的变化，对每1/4周计算一次转速采取转速修正来处理炮弹转速的变化规律；
以转速从t5-t1段变化到t6-t2段的变化规律来修正计算在t6至t7段上用的转速：
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